5.3 Barnebokens endrede arena
5.3.4 Ktu-bøkenes utviklingstrekk og fremtoning
A produção de energia é fator econômico mais importante, no que diz respeito parques eólicos, uma vez que esta depende do comportamento do vento e, o mesmo apresenta variações sazonais ao longo do ano que pode inviabilizar o investimento. A partir do conhecimento da determinação do vento e da curva de potência do aerogerador pode-se estimar a produção de energia de um determinado local.·.
Neste capitulo apresenta-se a avaliação do potencial eólico das quatros regiões em estudo, utilizando o software WAsP levando-se em consideração o relevo e rugosidade de
cada local em estudo. São apresentados os valores de velocidade média, fatores de forma e escala, da distribuição Weibull, densidade de potência, energia anual gerada, fator de capacidade, bem com, as duas maiores direções predominante do vento em produção de energia.
São ainda apresentados mapas de potencial eólico em torno da estação anemométrica para cada região. Sendo apresentado com dimensão de 20 x 20 km, tendo a estação de medição localizada no centro. As rodadas foram calculados para uma área de 100km² (10 x10km) em torno da estação anemométrica, visto que é a distancia máxima recomendada a partir da estação referência, WASP 2011.
Os mapas topográficos utilizados neste trabalho, são utilizados modelo digital de elevação (MDE), com 3 segundos de arco (aproximadamente 90 metros de resolução espacial), é distribuído gratuitamente pelo governo norte-americano obtidos do download dos arquivos (http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/) após coleta das imagens deve ser carregadas no ArcGIS para geração de isolinha de relevo e lidas pelo WAsP. Para estimar os cálculos eólicos foram utilizadas as características do aerogerador como descrito na metodologia.
Na Tabela 25 são mostrados os valores estimados calculados para o ano de 2008 a 50 metros de altura. Água Branca e Girau do Ponciano tiveram os maiores valores de EAG com 7,97 e 8,44GWh e com um fator de capacidade (FC) acima de 50%. Nota-se que apesar de Girau do Ponciano ter os maiores valores médios de velocidade e DP, AB apresentou-se com melhor EAG, isto ocorreu porque devido ao posicionamento do aerogerador, visto também pelo FC, que é uma forma de avaliar o quanto se está se aproveitando da potência instalada no local. Ele depende fortemente do perfil do vento no local onde o aerogerador é instalado, uma vez que este afeta a EAG, como percebido. Roteiro obteve os menores valores de EAG (3,86GWh) e FC (26,71%) e MG teve EAG de 5,10GWh e FC de 35,28%. Nos projetos realizados pelo PROINFA o FC foi superior 30% para maioria dos parques eólicos. MOLLY (2004) determinou que no NNE do Brasil, em especial nos Estado do Ceará e Rio Grande do Norte, valor de FC maiores que 40%. Para MARTINEZ (2003), considera aceitáveis valores de FC acima de 25%, e bom, quando acima de 30%, o que indica que mesmo em RT é viável aproveitamento energético do vento. Água Branca e Girau do Ponciano se destaca com valores superiores a 50%. Os mapas energia anual para quatros regiões em estudo, estimados a partir da extrapolação dos valores fornecidos como referencia, levando em consideração as características topográficas da região podem ser vistas para Maragogi na Figura 34; Roteiro na Figura 35; Girau do Ponciano na Figura 36; Agua Branca na Fonte: (Autor, 2011).
Figura 34 - Energia Anual Gerada em Maragogi utilizando o WAsP.
Fonte: (Autor, 2011)
Figura 35 - Energia Anual Gerada em Roteiro utilizando o WAsP.
Figura 36 - Energia Anual Gerada em Girau do Ponciano utilizando o WAsP.
Fonte: (Autor, 2011)
Figura 37 - Energia Anual Gerada em Água Branca utilizando o WAsP.
Tabela 25 - Potencial e Energia Anual estimada para gerador VESTAS V82 (1,65MW), 50 metros.
Locais V médio (m/s) k A (m/s) P (W/m²) EAG (GWh) FC
Maragogi 6,82 2,79 7,7 285 5,10 35,28%
Roteiro 6,16 3,19 6,9 194 3,86 26,71%
Girau do Ponciano 8,64 3,36 9,6 523 7,97 55,14%
Água Branca 8,97 3,07 10,0 613 8,44 58,39%
Deve-se ressaltar que um gerador não é capaz de produzir energia todo o tempo, esta limitação decorrer de vários fatores que vão desde indisponibilidade e variações da velocidade do vento, e os valores apresentados são calculados para todas as direções do vento de cada local.
A Tabela 26 apresenta os valores estimados da distribuição da função Weibull e dos valores da velocidade média, densidade de potência e EAG, calculados exclusivamente nas duas direções predominantes para cada local. É percebido que a diferença entre a principal direção predominante e a segunda maior, é 22,5°, e que em todos os locais a maior quantidade de energia produzida verificou-se no setor de maior predominância, bem como, a diferença entre a energia produzida em entre dois setores foi muito pequena uma vez que a frequência também apresentou-se próximas.
Tabela 26 - Valores estimados de energia anual gerado para cada local para os dois setores de maior predominância (1° e 2°).
Locais Direção Frequência % V médio (m/s) k A (m/s) P (W/m²) EAG (GWh) FC Maragogi SE 19,2 7,89 3,37 8,8 399 1,30 9,0% ESE 17,4 6,93 3,03 7,8 285 0,90 6,2% Roteiro ESE E 21,5 20,1 6,23 4,16 6,9 6,29 3,84 7,0 181 191 0,80 0,78 5,5% 5,4%
Girau do Ponciano ENE E 28,5 22,1 9,35 3,65 10,4 9,39 3,49 10,4 640 662 2,59 2,01 17,9%
13,9%
Água Branca ESE SE 39,4 34,3 9,77 3,75 10,8 9,61 3,52 3,52 723 705 3,82 3,22 26,4%
22,3%
Uma visão detalhada dos fatores ligados à produção de energia é dada através de gráficos confeccionados utilizando o WAsP. Os locais são classificados em função de EAG Maragogi Figura 38; Roteiro Fonte: (Autor, 2011); Girau do Ponciano Figura 40; Agua Branca
Figura 38 - Distribuição estatística do vento anual em Maragogi utilizando o WAsP.
Fonte: (Autor, 2011)
Figura 39 - Distribuição estatística do vento anual em Roteiro utilizando o WAsP.
Figura 40 - Distribuição estatística do vento anual em Girau do Ponciano utilizando o WAsP.
Fonte: (Autor, 2011)
Figura 41 - Distribuição estatística do vento anual em Água Branca utilizando o WAsP.
5 CONCLUSÕES
De acordo com os resultados obtidos neste trabalho e as discussões a ele dedicadas, conclui-se que:
As maiores velocidades médias foram detectadas em Girau do Ponciano e Água Branca com vento médio anual superior a 7m/s, enquanto as menores foram Maragogi e Roteiro com valores abaixo de 6m/s.
Em geral, a direção do vento apresentou pouca variabilidade, já que em todas as regiões analisadas foi predominantemente de Sudeste e Leste-Nordeste.
A intensidade de turbulência classificou todas as regiões na categoria „C‟, com exceção de Roteiro que foi inserida na categoria „A‟.
A densidade de potência do vento mostrou-se bastante semelhante nas estações do litoral (Maragogi e Roteiro), de maneira análoga ao interior do estado (Girau do Ponciano e Água Branca) que apresentaram valores superiores (quase o dobro) em relação ao litoral.
Os parâmetros de forma k anuais, aprestados em todos os locais foram superiores a 3,00 o que mostra uma boa regularidade dos ventos, destacando-se Girau do Ponciano e Água Branca com 3,52 e 3,45, respectivamente.
A estimativa da Energia Anual Gerada no interior foi maior que no litoral, já que Girau do Ponciano e Água Branca apresentaram 7,97GWh e 8,55 GWh, respectivamente, enquanto em Maragogi foi de 3,86GWh e Roteiro 5,10GWh.
O Fator de capacidade estimado pelo aerogerador de maneira similar a Energia Anual Gerada foi maior no interior, com valores acima de 55%, enquanto no litoral foi de 26% em Maragogi e 35% em Roteiro.
As maiores velocidades médias foram em Girau do Ponciano e Água Branca (interior) com 8,64 m/s e 8,97 m/s, repectivamente. Roteiro e Maragogi foram superiores a 6m/s. Tecnicamente médias anuais a partir de 6m/s constituem condições favoráveis para a operação de usinas eólicas.
A potência local estimada pelo aerogerador foi de 613W/m² em Água Branca e 523W/m² em Girau do Ponciano, representando assim bons locais para a instalação de geradores eólicos, enquanto Roteiro e Maragogi com valores superiores a 100W/m² caracterizam-se como aceitáveis para tais fins.
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